Analisi modale per il monitoraggio della struttura “Viadotto Settefonti” = Modal analysis for monitoring of the structure "Viadotto Settefonti"

L’attenzione nei confronti delle strutture esistenti è fortemente aumentata nel campo dell’ingegneria civile, ciò è dovuto alle necessità di salvaguardare e mantenere il patrimonio esistente di opere che sta andando progressivamente incontro all’invecchiamento. Le motivazioni dietro tali necessità possono avere diversa natura e ad esempio la struttura può essere una strategica infrastruttura che serve migliaia o milioni di persone, può essere l’unico collegamento attivo tra diverse città, può essere un edificio che produce giornalmente un cospicuo volume di affari o semplicemente una ordinaria abitazione che necessita di essere controllata per la sicurezza dei suoi occupanti. In ogni caso ciascuna delle precedenti può essere riassunta in due tematiche principali che sono la sicurezza sulla vita e interessi economici indirettamente collegati alla struttura. Una delle maggiori tipologie di strutture sotto osservazione sono i ponti, tali strutture attualmente sono concepite e progettate con una vita di servizio di almeno un secolo; diversi ponti o strutture similari del passato ad oggi si trovano ad avere più di cinquanta anni di servizio e necessitano dunque di essere controllate attentamente, d’altra parte invece vi sono le strutture più giovani o praticamente nuove, le quali devono essere accessoriate con sistemi di monitoraggio che siano in grado di valutarne il comportamento nel tempo. Lo Structural Healt Monitoring è una delle risposte a questa tematica, tale consiste nello sviluppo di una strategia di identificazione del danno basata sull’osservazione della struttura in esame mediante periodiche misurazioni spaziali. L’estrazione delle caratteristiche sensibili a danneggiamento e la loro trattazione statistica sono i passi successivi per la determinazione dello stato di salute della struttura medesima. La tesi è incentrata sullo studio di un viadotto esistente, adibito ad autostrada, che necessita di essere monitorato. Il viadotto è approssimativamente lungo 300 metri e le sue pile raggiungono una altezza massima di circa 50 metri. Nella prima parte vi è una descrizione dell’opera in termini di caratteristiche geometriche e costitutive, a seguire viene fatta l’analisi modale del viadotto, nella quale sono stati valutati diversi livelli di vincolo in fondazione, tale approccio mira alla valutazione dell’interazione con il suolo della struttura. Successivamente è sviluppato un codice scritto in linguaggio MatLab per il trattamento dei dati derivanti dall’analisi modale, il codice è pensato per la ricerca degli effetti di un generico danneggiamento sulla risposta dinamica della struttura. Tale parte si conclude con la simulazione di diversi scenari di danneggiamento ed una restituzione grafica dei risultati. L’obiettivo del lavoro è di creare una cospicua collezione di scenari di danneggiamento e di valutarne l’effetto in termini di variazione di forme modali e frequenza per la successiva valutazione del livello di accuratezza di un potenziale sistemi di SHM in grado di osservare l’entità desiderata di danneggiamento.